細(xì)胞生物第七章課件

第七章細(xì)胞的內(nèi)膜系統(tǒng)濱州醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)教研室內(nèi)膜系統(tǒng):定義:細(xì)胞內(nèi)，在結(jié)構(gòu)、功能和發(fā)生上相關(guān)的膜性細(xì)胞器或膜性結(jié)構(gòu)稱為細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)，如溶酶體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基復(fù)合體和各種小泡等。功能：區(qū)隔化；增加內(nèi)表面積，提高代謝和調(diào)節(jié)能力。主要功能之一：蛋白質(zhì)的合成及分選。核糖體（分選信號）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基復(fù)合體溶酶體濱州醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)教研室細(xì)胞質(zhì)基質(zhì):細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)是真核細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中除了細(xì)胞器和其他有形成分以外的較為均質(zhì)而半透明的液體部分。成分：蛋白質(zhì)、水分、無機(jī)離子、糖類、RNA等，細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)是細(xì)胞的重要結(jié)構(gòu)成分，其體積約占細(xì)胞質(zhì)的一半。功能：完成各種中間代謝過程，維持細(xì)胞正常形態(tài)結(jié)構(gòu)，蛋白質(zhì)修飾和選擇性降解等。濱州醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)教研室第1節(jié)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)K.R.Porter等于1945年發(fā)現(xiàn)于培養(yǎng)的小鼠成纖維細(xì)胞，因最初看到的是位于細(xì)胞質(zhì)內(nèi)部的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，故名內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（endoplasmicreticulum，ER）。濱州醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)教研室一、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的一般特點(diǎn)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（endoplasmicreticulum，ER）：在細(xì)胞核附近的細(xì)胞質(zhì)內(nèi)部區(qū)域的一些小管和小泡連接形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。單位結(jié)構(gòu)：由單位膜圍成的小管、小泡和扁囊。用整裝細(xì)胞電鏡技術(shù)（宋金丹）發(fā)現(xiàn)：1.以核為中心向周圍擴(kuò)展；2.核膜周圍較稠密，形成復(fù)雜的立體結(jié)構(gòu)；3.遠(yuǎn)離核處較稀疏，延伸。形態(tài)結(jié)構(gòu)差異與不同的細(xì)胞有關(guān)：分布狀態(tài)、多少與生理功能有關(guān)：濱州醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)教研室三、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的類型和功能1.粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（rER）：附有核糖體。核糖體有信號肽者，附著到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，合成分泌蛋白。如抗體，酶等。核糖體無信號肽者，游離在胞質(zhì)中，合成結(jié)構(gòu)蛋白。多者，分泌蛋白旺盛的細(xì)胞；如：胰腺細(xì)胞，漿細(xì)胞。少者，未分化、低分化的細(xì)胞。胚胎、干、腫瘤細(xì)胞。rER功能：蛋白質(zhì)的合成、修飾加工、分選和轉(zhuǎn)運(yùn)。濱州醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)教研室rER的功能（一）蛋白質(zhì)的合成蛋白質(zhì)都是在核糖體上合成的，并且起始于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，但是有些蛋白質(zhì)在合成開始不久后便轉(zhuǎn)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成，這些蛋白主要有：向細(xì)胞外分泌的蛋白、如抗體、激素；膜的整合蛋白；需要與其它細(xì)胞組分嚴(yán)格分開的酶，如溶酶體的各種水解酶；需要進(jìn)行修飾的蛋白，如糖蛋白。濱州醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)教研室G.Blobel等1975年提出了信號假說(Signalhypothesis)，認(rèn)為蛋白質(zhì)N端的信號肽，指導(dǎo)蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成，因此獲1999年諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)移到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成涉及以下成分：信號肽（signalpeptide），位于新合成肽鏈的N端，一般16~30個(gè)氨基酸殘基，含有6-15個(gè)連續(xù)排列的帶正電荷的非極性氨基酸，由于信號肽又是引導(dǎo)肽鏈進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔的一段序列，又稱開始轉(zhuǎn)移序列（starttransfersequence）；濱州醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)教研室濱州醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)教研室蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的過程：信號肽與SRP結(jié)合→肽鏈延伸終止→SRP與受體結(jié)合→SRP脫離信號肽→肽鏈在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上繼續(xù)合成，同時(shí)信號肽引導(dǎo)新生肽鏈進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔→信號肽切除→肽鏈延伸至終止。這種肽鏈邊合成邊向內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔轉(zhuǎn)移的方式，稱為co-translationaltranslocation。濱州醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)教研室InsertionofaMultipassTransmembraneproteinintotheERmembrane濱州醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)教研室糖基一般連接在4種氨基酸上，分為2種：O-連接的糖基化（O-linkedglycosylation）：與Ser、Thr和Hyp的OH連接，連接的糖為半乳糖或N-乙酰半乳糖胺，在高爾基體上進(jìn)行。N-連接的糖基化（N-linkedglycosylation）：與天冬酰胺殘基的NH2連接，糖為N-乙酰葡糖胺。濱州醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)教研室內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上進(jìn)行N-連接的糖基化。糖的供體為核苷糖，如CMP-唾液酸、GDP-甘露糖、UDP-N-乙酰葡糖胺。糖分子首先被糖基轉(zhuǎn)移酶轉(zhuǎn)移到膜上的磷酸長醇（dolicholphosphate）分子上，裝配成寡糖鏈。再被寡糖轉(zhuǎn)移酶轉(zhuǎn)到新合成肽鏈特定序列（Asn-X-Ser或Asn-X-Thr）的天冬酰胺殘基上。濱州醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)教研室ProteinglycosylationinrER濱州醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)教研室（四）膜脂的合成構(gòu)成細(xì)胞膜和細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)的膜脂如磷脂和膽固醇等，大部分在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成。在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的主要磷脂是卵磷脂。濱州醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)教研室2.滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（sER）：無核糖體附著，由分枝小管，小泡組成。分布：顯示細(xì)胞種類特征解毒作用：豐富。如肝細(xì)胞。吸收：調(diào)節(jié)肌肉的收縮。濱州醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)教研室sER的功能1）.

脂類的合成合成膽固醇轉(zhuǎn)化類固醇激素(腎上腺激素，雄、雌性激素）脂肪的合成：在肝，小腸細(xì)胞中合成2）.糖原的合成與分解如：肝中小鼠盡食后，糖原減少，sER增多。3）.其他功能肝中有解毒酶系；如細(xì)胞色素P450通過羥基化而使脂溶性廢物或代謝產(chǎn)物失活并溶解于水，使一些農(nóng)藥或其它藥物失活，排出細(xì)胞后送入尿液。肌質(zhì)網(wǎng)的作用；鹽酸的分泌和滲透壓調(diào)節(jié)濱州醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)教研室一、高爾基復(fù)合體的形態(tài)結(jié)構(gòu)光學(xué)顯微鏡下：網(wǎng)狀；電子顯微鏡下：分為三部分反面高爾基網(wǎng)絡(luò)(TGN)：有分泌泡，分選蛋白質(zhì)。中間平囊區(qū)：蛋白的糖基化，糖脂合成，多糖合成。順面高爾基網(wǎng)絡(luò)(CGN)：運(yùn)輸小泡，篩選新合成的蛋白和脂類。濱州醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)教研室濱州醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)教研室二、高爾基復(fù)合體的化學(xué)組成高爾基復(fù)合體含有大約60%的蛋白和40%的脂類，具有一些和ER共同的蛋白成分。膜脂中磷脂酰膽堿的含量介于ER和質(zhì)膜之間，中性脂類主要包括膽固醇，膽固醇酯和甘油三酯。高爾基復(fù)合體中的酶主要有糖基轉(zhuǎn)移酶、磺基-糖基轉(zhuǎn)移酶、氧化還原酶、磷酸酶、蛋白激酶、甘露糖苷酶、轉(zhuǎn)移酶和磷脂酶等不同的類型。標(biāo)志酶為糖基轉(zhuǎn)移酶。濱州醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)教研室

三、高爾基復(fù)合體的功能蛋白質(zhì)的加工、分選發(fā)送；內(nèi)膜交通。（一）分泌蛋白的加工與修飾１.糖蛋白的合成和修飾O-連接寡糖鏈：酪氨酸、絲氨酸、蘇氨酸殘基側(cè)鏈的OH基團(tuán)與寡糖共價(jià)結(jié)合，糖基化，形成O-連接的寡糖糖蛋白。加工修飾N-連接寡糖糖蛋白N-連接與O-連接的寡糖比較２.蛋白質(zhì)的加工改造酶原酶胰島素原（ABC段）胰島素（AB鏈）無活性切除C段有活性濱州醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)教研室RER上合成蛋白質(zhì)→進(jìn)入ER腔→COPII運(yùn)輸泡→進(jìn)入CGN→在medialGolgi中加工→在TGN形成分泌泡→運(yùn)輸與質(zhì)膜融合、排出。濱州醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)教研室（二）

高爾基復(fù)合體與蛋白質(zhì)的分選和運(yùn)輸生化分區(qū)：每區(qū)有一個(gè)或幾個(gè)扁囊組成，完成分選1）分泌蛋白2）跨膜蛋白3）溶酶體蛋白由運(yùn)輸小泡分送蛋白質(zhì)膜泡運(yùn)輸濱州醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)教研室濱州醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)教研室（三）高爾基復(fù)合體與溶酶體的形成濱州醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)教研室（四）高爾基復(fù)合體與細(xì)胞內(nèi)膜的交通內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基復(fù)合體膜

（膜流）膜厚，物質(zhì)組成，分泌物濃度說明為樞鈕作用。出芽出芽挽救挽救濱州醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)教研室濱州醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)教研室濱州醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)教研室(五)高爾基復(fù)合體是有極性的細(xì)胞器位置方向物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)與生化極性濱州醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)教研室第3節(jié)溶酶體溶酶體（lysosome）為C.deDuve與B.Novikoff1955年首次發(fā)現(xiàn)。是單層膜圍繞、內(nèi)含多種酸性水解酶類的囊泡狀細(xì)胞器，其主要功能是進(jìn)行細(xì)胞內(nèi)消化。濱州醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)教研室一、溶酶體的形態(tài)特點(diǎn)和化學(xué)組成具有異質(zhì)性，形態(tài)大小及內(nèi)含的水解酶種類都可能有很大的不同。酸性磷酸酶是標(biāo)志酶。膜有質(zhì)子泵，形成和維持溶酶體中酸性的內(nèi)環(huán)境。具有多種載體蛋白用于水解的產(chǎn)物向外轉(zhuǎn)運(yùn)。膜蛋白高度糖基化，且糖基朝溶酶體內(nèi)，可能有利于防止自身膜蛋白降解。濱州醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)教研室二、溶酶體的類型（1）初級溶酶體：只有酶，不含底物（2）次級溶酶體：初級溶酶體+吞噬底物1）自噬溶酶體：自噬泡+初級溶酶體

2）異噬溶酶體：異噬泡+初級溶酶體

3）殘余體：吞噬性溶酶體到達(dá)末期階段時(shí)，一些未被消化和分解的殘留物質(zhì)。如：脂褐質(zhì)，含鐵小體濱州醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)教研室濱州醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)教研室肝細(xì)胞脂褐質(zhì)濱州醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)教研室三、溶酶體的發(fā)生發(fā)生途徑分選途徑多樣化

酶的加工方式多樣化

糖側(cè)鏈的部分水解、膜蛋白等濱州醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)教研室四、溶酶體的功能１.細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的消化自噬作用異噬作用２.細(xì)胞外物質(zhì)的消化受精過程骨質(zhì)更新３.自溶作用蝌蚪變態(tài)４.調(diào)節(jié)激素分泌分泌自噬濱州醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)教研室五、溶酶體與疾病矽肺：二氧化硅塵粒（矽塵）吸入肺泡后被巨噬細(xì)內(nèi)吞噬，導(dǎo)致吞噬細(xì)胞溶酶體破裂，水解酶釋放，細(xì)胞崩解，矽塵釋出，后又被其他巨噬細(xì)內(nèi)吞噬，如此反復(fù)進(jìn)行。激活成纖維細(xì)胞，導(dǎo)致膠原纖維沉積，肺組織纖維化。肺結(jié)核：結(jié)核桿菌不產(chǎn)生內(nèi)、外毒素,也無莢膜和侵襲性酶。但是菌體成分硫酸腦苷脂能抵抗溶酶體的殺傷作用,使結(jié)核桿菌在肺泡內(nèi)大量生長繁殖,導(dǎo)致巨噬細(xì)胞裂解,釋放出的結(jié)核桿菌再被吞噬而重復(fù)上述過程，引起肺組織鈣化和纖維化。類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎：溶酶體膜很易脆裂。濱州醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)教研室各類貯積癥臺-薩氏綜合征（Tay-Sachsdisease）：溶酶體缺少氨基已糖酯酶A，導(dǎo)致神經(jīng)節(jié)甘脂GM2積累。II型糖原累積?。≒ompe?。喝狈Ζ?1,4-葡萄糖苷酶，糖原在溶酶體中積累。Gaucher?。喝狈Ζ?葡萄糖苷酶，葡糖腦苷脂沉積。細(xì)胞內(nèi)含物病（inclusion-celldisease）：N-乙酰葡糖胺磷酸轉(zhuǎn)移酶單基因突變。高爾基體中加工的溶酶體前酶上不能形成M6P分選信號，病人成纖維細(xì)胞的溶酶體中沒有水解酶，底物在溶酶體中貯積，形成“包涵體”。濱州醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)教研室臺-薩氏綜合癥溶酶體的同心圓結(jié)構(gòu)濱州醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)教研室第4節(jié)過氧化物酶體Rhodin1954發(fā)現(xiàn)于鼠腎小管上皮細(xì)胞。一、形態(tài)結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成.單位膜組成.圓形或卵圓形.類核體：常含有結(jié)晶（尿酸氧化酶結(jié)晶）.標(biāo)志酶：過氧化氫酶濱州醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)教研室煙草葉肉細(xì)胞的過氧化物酶體（中央具有尿酸氧化酶形成的晶體狀核心）濱州醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)教研室濱州醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)教研室二、功能RH2+O2→R+H2O2H2O2+R’H2→R’+H2O具有解毒作用，過氧化氫酶利用H2O2將酚、甲醛、甲酸和醇等有害物質(zhì)氧化，飲入的酒精1/4是在過氧化物酶體中氧化為乙醛。濱州醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)教研室三、發(fā)生過氧化物酶體中所有的酶都由核基因編碼，在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中合成，在信號肽的引導(dǎo)下，進(jìn)入過氧化物酶體。引導(dǎo)蛋白質(zhì)進(jìn)入過氧化物酶體的信號序列是-Ser-Lys-Leu-COO-。膜脂在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成后，通過磷脂轉(zhuǎn)移蛋白PTP轉(zhuǎn)移而來。已有的過氧化物酶體在細(xì)胞分裂時(shí)，以分裂方式傳給子代細(xì)胞。再進(jìn)行進(jìn)一步的裝配。濱州醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)教研室濱州醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)教研室thankyou!濱州醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)教研室濱州醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)教研室濱州醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)教研室信號識別顆粒（SRP）SRP：是核酸和蛋白質(zhì)的復(fù)合體系，但比核糖體簡單，存在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)

組成：7sRNA(300個(gè)核苷酸)、68k、70k、9k、14k、19k、5k的6條多肽鏈

6條多肽鏈形成6個(gè)球狀結(jié)構(gòu)

7sRNA象一根線把他們尤其是9、14、19、68k4個(gè)肽牽在一起

GTP結(jié)合部位：SRP與信號肽結(jié)合需GTP。

疏水部位：與疏水信號肽結(jié)合與SRP受體結(jié)合部位濱州醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)教研室濱州醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)教研室SRP功能：幫助正在合成肽鏈的核糖體和ER結(jié)合。

當(dāng)信號肽在核糖體合成后——>SRP即與之結(jié)合——>繼而由SRP介導(dǎo)將SRP-信號肽-核糖體復(fù)合物與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的SRP受體（停泊蛋白）相結(jié)合。

SRP與信號肽鏈結(jié)合使肽鏈合成暫停

SRP阻遏肽鏈合成的生理意義可能是：

(1)在多肽鏈合成前，給予核糖體足夠時(shí)間與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜結(jié)合，以保證蛋白質(zhì)不于釋放胞液。

(2)以免肽鏈過長而產(chǎn)生不成熟的卷曲。濱州醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)教研室濱州醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)教研室濱州醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)教研室濱州醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)教研室rER濱州醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)教研室濱州醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)教研室sER濱州醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)教研室濱州醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)教研室N-連接與O-連接的寡糖比較特征N-連接O-連接1.合成部位粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)或高爾基體2.合成方式來自同一個(gè)寡糖前體一個(gè)個(gè)單糖加上去3.與之結(jié)合的氨基酸殘基天冬酰胺絲氨酸、蘇氨酸、羥賴氨酸、羥脯氨酸4最終長度至少5個(gè)糖殘基一般1～4個(gè)糖殘基，但ABO血型抗原較長5.第一個(gè)糖殘基

N—乙酰葡萄糖胺N—乙酰半乳糖胺等濱州醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)教研室蛋白質(zhì)糖基化的特點(diǎn)及其生物學(xué)意義糖蛋白寡